變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來,原來一直難于解決的高壓問題,近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。
高壓大功率變頻調(diào)速裝置被廣泛地應(yīng)用于大型礦泉水應(yīng)用生產(chǎn)廠、石油化工、市政供水、冶金鋼鐵、電力能源等行業(yè)的各種風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)等。
國產(chǎn)高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀
目前,在國內(nèi)有不低于200家的低壓變頻器廠商,其大部分為AC380V的低壓產(chǎn)品,而在高壓大功率變頻器方面,在30家左右。由于羅賓康沒有在中國申請專利保護(hù),因此絕大多數(shù)廠家都采用美國羅賓康的技術(shù)即單元串聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)。
隨著技術(shù)研究的進(jìn)一步深入,在理論上和功能上國產(chǎn)高壓變頻器已經(jīng)可以與進(jìn)口變頻器相比肩,但是受工藝技術(shù)的限制,與進(jìn)口產(chǎn)品的差距還是比較明顯。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個方面:
①國外各大品牌的產(chǎn)品正加緊占領(lǐng)國內(nèi)市場,并加快了本地化的步伐。
②具有研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的逐年增加。
③國產(chǎn)高壓變頻器的功率也越做越大,目前國內(nèi)最大的應(yīng)用做到了20000KW。
?、車鴥?nèi)高壓變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待規(guī)范。
?、菖c高壓變頻器相配套的產(chǎn)業(yè)很不發(fā)達(dá)。
?、奚a(chǎn)工藝一般,可以滿足變頻器產(chǎn)品的技術(shù)要求,價格相對低廉。
?、咦冾l器中使用的功率半導(dǎo)體關(guān)鍵器件完全依賴進(jìn)口,而且相當(dāng)長時間內(nèi)還會依賴進(jìn)口。
⑧與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距在縮小,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)中。
⑨已經(jīng)研制出具有瞬時掉電再恢復(fù)、故障再恢復(fù)等功能的變頻器。
⑩部分廠家已經(jīng)開發(fā)出四象限運行的高壓變頻器。
矢量控制的高壓變頻器也已經(jīng)在應(yīng)用。
國外高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀
國外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商,均形成了系列化的產(chǎn)品,其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能,完善的工藝水平也是國外品牌的一大特點。目前,在發(fā)達(dá)國家,只要有電機(jī)的場合,就會同時有變頻器的存在。其現(xiàn)階段發(fā)展情況主要表現(xiàn)如下:
?、偌夹g(shù)開發(fā)起步早,并具有相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。
?、谀軌蛱峁┨卮蠊β实淖冾l器,目前已超過10000KW。
?、圩冾l調(diào)速產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較完備。
④與變頻器相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)初具規(guī)模。
?、菽軌蛏a(chǎn)變頻器中的功率器件,如IGBT、IGCT、SGCT等。
?、薷邏鹤冾l器在各個行業(yè)中被廣泛應(yīng)用,并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
?、弋a(chǎn)品國際化,當(dāng)?shù)鼗觿 ?/p>
?、嘈录夹g(shù),新工藝層出不窮,并被大量的、快速的應(yīng)用于產(chǎn)品中。
高壓變頻器的未來發(fā)展態(tài)勢
交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合,機(jī)電一體的綜合技術(shù),既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換(整流、逆變),又要處理信息的收集、變換和傳輸,因此它必定會分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關(guān)的技術(shù)問題,后者要解決的軟硬件控制問題。因此,未來高壓變頻調(diào)速技術(shù)也將在這兩方面得到發(fā)展,其主要表現(xiàn)為:
?、俑邏鹤冾l器將朝著大功率,小型化,輕型化的方向發(fā)展。
②高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加(器件串聯(lián)和單元串聯(lián))兩個方向發(fā)展。
?、鄹唠妷?、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。
?、墁F(xiàn)階段,IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色,SCR、GTO將會退出變頻器市場。
?、轃o速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。
?、奕鎸崿F(xiàn)數(shù)字化和自動化:參數(shù)自設(shè)定技術(shù);過程自優(yōu)化技術(shù);故障自診斷技術(shù)。
⑦應(yīng)用32位MCU、DSP及ASIC等器件,實現(xiàn)變頻器的高精度,多功能。
⑧相關(guān)配套行業(yè)正朝著專業(yè)化,規(guī)模化發(fā)展,社會分工將更加明顯。
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